FLANDERS' FOOD RADAR

Veranderingen in bloem(functionaliteit) tijdens tarwe- en bloemveroudering

Hoe komt het dat tarwe van de nieuwe oogst bloem van een inferieure kwaliteit heeft? Waarom is het moeilijk om een degelijk brood te bakken met vers vermalen bloem? Tijdens bewaring veranderen de eigenschappen van zowel tarwe als bloem. Grondig onderzoek brengt enkele van de fenomenen die aan de basis hiervan liggen aan het licht.

Tarwe- en bloemveroudering zijn bepalend voor de bloemfunctionaliteit. De bepaling van veranderingen in de bloem(functionaliteit) tijdens tarwe- en bloemveroudering zijn dan ook van groot belang bij de aankoop, verkoop of verwerking van tarwe(bloem). Bloem van een nieuwe tarweoogst is veelal van een inferieure kwaliteit, terwijl bij latere vermaling de kwaliteit beter is. Daarnaast wordt bij bewaring van verse bloem vastgesteld dat de bakkwaliteit initieel stijgt (bloemmaturatie), vervolgens gedurende een bepaalde periode constant blijft en ten slotte terug afneemt. Door de complexiteit van het tarwe- en bloemverouderingsproces kan er bovendien moeilijk op ingegrepen worden om de bloemfunctionaliteit te optimaliseren  voor specifieke toepassingen (brood, cake, koekjes…). Niettegenstaande het belang ervan, is de huidige kennis van bloemfunctionaliteit en de factoren die deze beïnvloeden ontoereikend en bestaat er geen eensluidende verklaring voor de veranderingen tijdens tarwe- en bloemveroudering.

Het doel van dit onderzoek is het genereren van inzicht in de processen achter tarwe- en bloemveroudering. Hiervoor werden veranderingen in bloem(functionaliteit) tijdens tarwe- en bloembewaring opgevolgd voor twee broodtarwes (één van hoge kwaliteit, ca. 15% proteïne en één van lagere kwaliteit, ca. 11% proteïne) met de focus op verandering in proteïnen en lipiden.

De eerste stap in het broodbereidingsproces is het kneden van alle ingrediënten tot een deeg. Het doel ervan is enerzijds het mengen (homogeniseren) en hydrateren van de componenten, anderzijds het ontwikkelen van een continu glutennetwerk dat het deeg zijn typische visco-elastische eigenschappen geeft. Thiolen (-SH) op en disulfidebruggen (-SS-) tussen glutenmoleculen spelen een cruciale rol in de netwerkvorming. Tijdens de kneedfase treden er namelijk oxidatiereacties (oxidatie van -SH tot -SS-) op die leiden tot verknoping van glutenmoleculen. Daarnaast zorgen -SH/-SS-uitwisselingsreacties voor de- en repolymerisatie van het (groeiende) glutennetwerk (Wieser, 2007). Ons onderzoek toonde aan dat tijdens bewaring van bloem het aantal thiolen gemeten vóór de kneedfase licht daalde in functie van bewaartijd. Dit kan leiden tot verschillen in kneedgedrag tussen verse en verouderde bloemstalen.

Tarwebewaring had enkel een effect op stalen van de sterke tarwecultivar (ca. 15% proteïne): er was een sterke daling merkbaar in het aantal thiolgroepen van niet-oplosbare bloemcomponenten. Vermoedelijk kan dit gerelateerd worden aan eigenschappen van het glutennetwerk, maar hiervoor is verder onderzoek nodig.

De opmerkelijkste verandering tijdens bloemveroudering die gemeten werd in dit onderzoek, is de stijging in het gehalte aan vrije vetzuren (VVZ). Bij alle bloemstalen werd een verdubbeling van de hoeveelheid VVZ waargenomen. Vermoedelijk is dit het gevolg van de werking van lipase, een enzym dat vetzuren vrijzet uit lipiden en waarvan geweten is dat het actief is zelfs bij lage vochtgehaltes zoals in droge bloem (Clayton en Morrison, 1972). Hoewel lipiden minorcomponenten zijn in bloem (ca. 2%), is hun samenstelling en gehalte mede bepalend voor de kwaliteit van het eindproduct. Hun functie in de broodbereiding is nog niet volledig begrepen, wel is geweten dat ze een rol spelen in de gascelstabilisatie in deeg. Veranderingen in het gehalte van VVZ en m.a.w. veranderingen in lipidensamenstelling zouden dus kunnen leiden tot veranderingen in kwaliteit van eindproducten.

Tarweveroudering leidde niet tot veranderingen in het gehalte aan vrije vetzuren. In tarwe bevinden triacylglycerolen (TAG) zich voornamelijk in lipid bodies – een matrix van TAG omgeven door een membraan van fosfolipiden – in het aleuron en endosperm (Hargin et al., 1980). Lipase wordt teruggevonden in zemel en kiem (O'Connor en Harwood, 1992) en heeft vermoedelijk geen toegang tot het substraat in een tarwekorrel. Pas na vermaling komen TAG en lipase met elkaar in contact en kan er hydrolyse optreden wat verklaart waarom er enkel tijdens bewaring van bloem een stijging in gehalte aan VVZ merkbaar is. 

In tegenstelling tot wat de chemische analyses doen uitschijnen, vinden we tot nu toe geen veranderingen in broodvolume in de loop van bloemveroudering. Wat wel duidelijk werd tijdens het onderzoek, is dat bewaring van bloem bij hogere temperatuur leidt tot versnelde veroudering: de veranderingen die plaatsvonden tijdens bewaring van bloem op kamertemperatuur waren meer uitgesproken wanneer de bloem werd bewaard bij 40 C i.p.v. op kamertemperatuur. 

Meer informatie

Project 'BLOEMFUNCTIONALITEIT I'

Laboratorium voor levensmiddelenchemie en –biochemie; K.U.Leuven 

Referenties

  • Clayton T.A. & Morrison W.R. (1972). Changes in flour lipids during storage of wheat flour. Journal of the Science of Food and Agriculture, 23(6):721-736.
  • Hargin K.D., Morrison W.R. & Fulcher R.G. (1980). Triglyceride deposits in the starchy endosperm of wheat. Cereal Chemistry, 57(5):320-325.
  • O'Connor J. & Harwood J.L. (1992). Solubilization and purification of membrane-bound lipases from wheat flour. Journal of Cereal Science, 16(2):141-152.
  • Wieser H. (2007). Chemistry of gluten proteins. Food Microbiology, 24(2):115-119.

Nuttige links